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项目巡礼 | 北方渠道黑臭水体整治工程

  1项目背景及概况
  北方某渠道存在水体黑臭现场,该渠道有两条支流。两条支流与区域内村镇河渠相通,构成区域的排沥、排污水系网络。汛期雨水及旱季污水经泵站提升后排入外河。
  2黑臭成因分析
  只有在系统分析城市黑臭水体水质水量特征及污染物来源的基础上,结合环境条件与控制目标,才能科学制定黑臭水体整治的技术路线,明确整治工程的设计思路与方案。因此,本文首先从水体污染源调查、排水设施概况和沿岸环境现状三方面进行论述,以寻求该渠道水体黑臭的成因。
  水体污染源调查。本次整治的河道污染源主要来自于两条支流,该渠道沿线的排污口直排入水体的企业、居民生活污水,洗浴中心、餐饮业的商业废水也是造成水体污染的来源。
  点源污染情况,根据现场测绘资料,共有8处污水直排口,其中5处位于该渠道两岸,1处位于支流A,2处位于支流B。                          
  
  图1  2号排污口
  
  图2  3号排污口
  面源污染情况,该渠道流域范围内农田和养殖业(水产、畜禽)所占面积最大。为便于浇灌,农田内灌溉用的明沟纵横,农田内使用的肥料、畜禽养殖及水产养殖所产生的废水随着灌溉明渠,最终均汇入该渠道,造成水体的富营养化,进而发黑发臭。流域范围内工业用地产生的油、烃类物质,当降雨产生时,径流冲刷地面,将污染物质通过散排冲入各支渠最终汇入该渠道,是造成水体污染的另一污染源。
  内源污染方面,该渠道以及两条支流的底泥厚度在0m~0.4m,但是河底起伏比较大,内源污染主要来源于水体底泥中所含有的污染物以及水体中各种漂浮物、悬浮物、岸边垃圾、未清理的水生植物或水华藻类等所形成的腐败物等。
  
  图3  水面漂浮物
  排水设施概况,该渠道流域属于农村及城乡结合部,没有完善的排水系统。流域范围内共有10个行政村,每个村均布置了污水管道收集生活污水并排至各村的污水处理站,处理后的水排放至临近沟渠内。
  
  图4  污水处理站
  沿岸环境现状,护坡上生长的植物除高大乔木外无人工栽种的植物,部分护坡无植物生长,黄土裸露或堆满垃圾。河岸上电杆林立,高压线塔也是紧邻干渠。没有完善的路网,建设用地缺少合理规划,干渠两侧建筑多为工业厂房,有少量商业及居住用房。在雨季降雨时,垃圾、泥土随着雨水进入干渠,造成干渠漂浮物,沉积物增多。两侧护坡植被均为自然生长,下游植被状态较好,上游段护坡植被稀疏,黄土裸露。
  
  图5  该渠道无植物生长护坡
  综合以上因素,经分析得出,该渠道黑臭的成因主要有以下三方面:
  ①排水体制不健全
  该渠道流域范围为城乡结合部,大部为农村,没有完善的排水系统和排水设施,仅居住区的生活污水有集中收集、处理系统。初期雨水直接散排入河,工厂、禽畜、水产养殖场的污、废水未经处理直接排河,对干渠的水质造成严重污染。
  ②河道淤塞,水体流动性不好
  生活垃圾和建筑垃圾的随意丢弃,干渠维护管理不善,致使干渠有淤塞情况,严重影响了干渠的过流能力,大大增加了区域内涝发生的风险。同时河道底泥也会造成内源污染,底质污染及底质沉积物的再悬浮是黑臭形成的另一个原因。污染物积累沉积,当周围环境改变时,污染物质从底泥中释放,造成水质变坏,成为污染源。
  ③河道沿线治理力度有待加强
  对干渠水体保护治理力度不够,河坡有建筑垃圾及生活垃圾堆放,建筑侵占河坡现象严重,生活污水未经处理直接排放现象严重。政府应加大宣传力度,及时组织人员,清理水体中的垃圾和淤泥,保持水体中生态稳定。
  3工程目标任务及设计方案
  根据黑臭水体成因及治理要求,确定的本工程目标任务如下:
  以“水清、水动、水美”为目标,追本溯源,查清原因;河道清淤,消除内源污染,恢复河道容量;控源截污,除旱天污水直排;生态修复,强化效果;强化管理,长治久清。设计思路如下:
  1.截污管道布置:封堵干渠沿线排污口、铺设截污管道,收集污水排至污水处理站。具体方案为:区域北侧在某干渠东岸修筑道路、铺设截污管道,区域南侧的截污管道布置在干渠东侧的现状路上。
  2.污水处理站布置:区域北侧设置污水处理站,将截污管收集的污水进行集中处理,尾水排至某干渠进行补水,位于某干渠西侧。区域南侧的污水处理站设置在工厂区域以西。 
  3.支流汇入减污方案:某干渠有两条支流汇入,两条支流均为农村排灌渠。自某干渠开始支流A向上游510m、支流B向上游660m范围内,本次治理工程拟通过实施底泥疏浚、种植水生植被,对两条支流进行减污治理。
  4.污水处理工艺方案:通过MBR工艺与MBBR工艺比选,并根据农村生活污水收集处理的应用案例总结,MBR工艺使用更为广泛,处理效果更好,因此采用MBR工艺对污水进行集中处理。
  5.河道底泥污染控制方案:根据某干渠、支流A、支流B的测绘资料,三条河道中仅某干渠的淤塞情况较严重,因此本工程将对某干渠进行底泥疏浚。两条支流采取原位生物修复技术处置底泥。
  6.河道底泥处置方案:根据某干渠的底泥检测报告,底泥中有机物、化学污染物含量低,可以经过脱水处理后回用作为填方材料使用,而干渠虽然地处农村,但是无可用空地用于底泥晾晒脱水,因此采用移动式污泥脱水机对河道疏浚底泥进行脱水处理。
  7.生态修复工程方案:采取改善基底条件、曝气增氧技术、清水型生态系统构建技术,使得河道生态系统稳定,从而使河道水体长期达到“河清、景美”的效果。
  8.生态护坡工程方案:采用三维水土保护毯护坡,有效防止雨淋冲刷,便于植物生长,绿化效果好,使景观效果能够较好的与干渠两侧融合。
  
  图6 三维水土保护毯护坡
  4结论
  某干渠黑臭水体整治工程设计思路遵循“明确目标,整体规划”、“因地制宜,标本兼治”、“生态改善,长效保持”的原则,从区域概况、水体污染源调查、排水设施概况、沿岸环境现状调查等方面,全面调查分析水体现状及黑臭成因,在此基础上提出以“水清、水动、水美”为目标,并结合现状,对设计思路进行科学制定及梳理,采用控源截污、内源治理、生态修复、就地处理、活水补水等工程方案,实现旱天污水不出流,进一步提高干渠生态净化能力,彻底消除黑臭现象,提高居民生活环境质量。( 刘剑)